メタゲノム解析における高感度ウイルス検出法の開発

• 研究課題/領域番号: 16K21140
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 感染症内科学; 病態検査学
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 元岡 大祐 大阪大学, 微生物病研究所, 特任助教(常勤) (10636830)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2018年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2017年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2016年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
• キーワード: メタゲノム / 感染症診断

研究成果の概要

臨床検体からの網羅的な病原体探索法として、次世代シークエンサーを用いたメタゲノム解析法が利用されている。しかし、臨床検体中に含まれる全核酸のうち病原体由来の核酸分子は、非常に少なく、検出感度向上、低コスト化や解析の高速化を難しくしている。そのため本研究では、臨床検体中における病原体の濃縮法の開発に取り組み、より高感度、迅速かつ安価な病原体検出法の確立を目指した。主にカラムによるウイルス濃縮・精製法とホスト由来遊離核酸の効率的な除去方法の開発に取り組んだ。ノロウイルスやインフルエンザウイルスなどについて検討を行い、メタゲノム解析を行った結果、最終的に100倍以上のウイルス濃縮に成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

感染症対策における臨床検体中の病原体を探索する方法として、次世代シークエンサーを用いたメタゲノム解析法が利用されている。本研究では、臨床検体中のウイルスの濃縮法開発に取り組み、カラム精製法や遊離核酸除去法を検討し、100倍以上のウイルス濃縮に成功した。高感度、迅速かつ安価な病原体検出法の確立に必須の技術であり、網羅的な病原体探索法の臨床応用にとって有用な成果が得られた。

研究成果

• [雑誌論文] Urinary tract infection due to anaerobic bacteria in a two-month-old infant (2019)
  • 著者名/発表者名: Tao Chiaki、Kinoshita Noriko、Shoji Kensuke、Motooka Daisuke、Nakamura Shota、Eura Rumiko、Ueoka Katsuhiko、Kubota Mitsuru、Ishiguro Akira、Miyairi Isao
  • 雑誌名: Journal of Infection and Chemotherapy 巻: 25 号: 5 ページ: 368-370
  • DOI: 10.1016/j.jiac.2018.11.016
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] WU polyomavirus detected in children with severe respiratory failure (2018)
  • 著者名/発表者名: Uda Kazuhiro、Koyama-Wakai Chitose、Shoji Kensuke、Iwase Noriyasu、Motooka Daisuke、Nakamura Shota、Miyairi Isao
  • 雑誌名: Journal of Clinical Virology 巻: 107 ページ: 25-28
  • DOI: 10.1016/j.jcv.2018.08.003
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Whole-Genome Sequence of Streptococcus tigurinus Strain osk_001, Isolated from Postmortem Material (2017)
  • 著者名/発表者名: Yoshizawa H, Motooka D, Katada R, Matsumoto Y, Nakamura S, Morii E, Iida T, Matsumoto H
  • 雑誌名: Genome Announc 巻: 5 号: 35
  • DOI: 10.1128/genomea.00878-17
  • 査読あり
• [雑誌論文] The clinical and phylogenetic investigation for a nosocomial outbreak of respiratory syncytial virus infection in an adult hemato-oncology unit (2017)
  • 著者名/発表者名: Nabeya D, Kinjo T, Parrott GL, Uehara A, Motooka D, Nakamura S, Nahar S, Nakachi S, Nakamatsu M, Maeshiro S, Haranaga S, Tateyama M, Tomoyose T, Masuzaki H, Horii T, Fujita J
  • 雑誌名: J Med Virol 巻: 印刷中 号: 8 ページ: 1364-1372
  • DOI: 10.1002/jmv.24800
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sensitivity of Next-Generation Sequencing Metagenomic Analysis for Detection of RNA and DNA Viruses in Cerebrospinal Fluid: The Confounding Effect of Background Contamination (2017)
  • 著者名/発表者名: Bukowska-Osko I, Perlejewski K, Nakamura S, Motooka D, Stokowy T, Kosinska J, Popiel M, Ploski R, Horban A, Lipowski D, Caraballo Cortes K, Pawelczyk A, Demkow U, Stepien A, Radkowski M, Laskus T
  • 雑誌名: Adv Exp Med Biol 巻: 944 ページ: 53-62
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] 腸内真菌叢解析法の構築と日本人の腸内真菌叢 (2017)
  • 著者名/発表者名: 元岡大祐
  • 学会等名: 日本医真菌学会
• [図書] 実験医学別冊 今すぐ始める！メタゲノム解析 実験プロトコール (2016)
  • 著者名/発表者名: 元岡大祐、中村昇太、飯田哲也、堀井俊宏
  • 総ページ数: 8
  • 出版者: 羊土社